Résumé:
Lors de ce travail, nous avons synthétisé les matériaux MCM-41 que nous
avons fonctionnalisés en aluminant et en augmentant leurs forces d'acidités et leurs
distributions de sites acides. la synthèse et la fonctionnalisation met en évidence leur
importance comme adsorbants de polluants. Les autres facteurs (le taux degré
d'organisation, l'alcalinité (OH-
/SiO2), le taux de silice SiO2, ainsi que la durée et la
température de cristallisation influent énormément sur l'obtention de ces matériaux, dans
la mesure où un système pauvre en aluminium et plus sodique favorise largement
l'obtention des matériaux MCM-41. En effet:
L'acidité et l'adsorption sont étroitement liées, elles varient d'une façon
proportionnelle. Nous nous sommes intéressés à l'étude de l'acidité des matériaux MCM-
41 aluminés et échangés par les méthodes: Titrage potentiométrique, S.T.D. (désorption
thermoprogrammée de l'ammoniac) et T.A.S. (titrage dans un solvant aprotique). Les
résultats de cette étude révèlent l'existence de deux types de sites acides: H3O+(site de
Brönsted) et le cation hydroxoaluminium Al(OH)3-x . Les sites acides de Brønsted sont
générés par échange de la zéolithe avec des solutions d'acide chlorhydrique et de chlorure
d'ammonium. Les sites acides de Lewis sont générés par échange avec, uniquement, la
solution de chlorure d'ammonium.
Les ions
Al(OH)
x
3−x
proviennent de l'association des ions OH- avec les aluminiums
extraits de la charpente.
La présence des cations hydroxoaluminiums accroît l'acidité des zéolithes non pas par
augmentation de leur nombre mais par variation de la charge de l'ion hydroxoaluminium.
L'application des matériaux Al-HMCM-41 dans les réactions de piégeage des métaux
lourds et polluants Chrome et Arsenic a également fait l'objet de ce travail.
Ces opérations de piégeage ont été effectués à différents pH du milieu réactionnel, à
différentes températures (25°C-95°C), différents rapports matériaux/polluants, différents
temps de contacts et différents acidités. Cela nous a permis de mettre en évidence la
performance de ces matériaux et leur role important dans le piégeage de polluants. Ainsi,
il a été possible d'optimiser ces facteurs afin de piéger au maximum les polluants chrome
et arsenic. Nous pouvons ainsi dire que la fonctionnalisation et l'échange des matériaux
avec des cations de compensations judicieusement choisis augmente l'acidité des
mésoporeux MCM-41, et par conséquent dopent leurs activités vis-à-vis du piégeage et
l'élimination des métaux lourds.
